一輛汽車需要多少芯片?

2024-06-25 09:25:25·  來源:電控技術大師
 

芯片(又稱集成電路)是指內含集成電路的硅片,體積很小。在電子學中是一種把電路(主要包括半導體設備,也包括被動組件等)小型化的方式,通常制造在半導體晶圓表面上。


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在應用角度上,從胎壓監(jiān)控系統(tǒng)TMPS,攝像頭到整車控制器再到自動駕駛域控制器,都離不開各類芯片??梢赃@樣認為:汽車智能化是芯片智能化。


如果說手機芯片是手機的“大腦”,那么車載芯片就是汽車的大腦。汽車芯片可分為三大類“功能芯片”、“功率半導體”和“傳感器”。


功能芯片(MCU)也稱為“微控制單元”,汽車內部的電子控制系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)、動力總成系統(tǒng)、車輛運動系統(tǒng)等系統(tǒng)功能,都需要使用這種功能芯片才能實現(xiàn),最流行的“自動駕駛系統(tǒng)”也離不開功能芯片。


汽車功率半導體在汽車的動力控制系統(tǒng),照明系統(tǒng),燃油噴射以及底盤安全系統(tǒng)中都有應用,傳統(tǒng)的燃油車通常應用于起動與發(fā)電以及安全方面;新能源汽車對車輛電壓要求很高,可以經常改變車輛電壓,另外電動車很多零部件也加入功率半導體。


汽車傳感器是汽車計算機系統(tǒng)的輸入裝置,其功能是將車速的速度、各種介質的溫度、發(fā)動機的工作狀態(tài)等各種發(fā)動機運轉工況的信息轉化為對計算機的電信號,使汽車處于最佳工作狀態(tài)。例如氧傳感器、胎壓傳感器、水溫傳感器、電子油門踏板位置傳感器等。


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總之,汽車芯片對于汽車而言至關重要,而傳感器占功能芯片,功率半導體以及傳感器最多種類市場份額最低,沒有傳感器的汽車連加速器都無法踩下,我相信你已經明白了為什么沒有芯片就不能制造汽車。

一輛汽車需要多少芯片?


以往制造一輛傳統(tǒng)汽車一般需要用到500-600顆左右的芯片,隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展,如今的汽車逐漸由機械式轉向電子式的方向發(fā)展,汽車越搞越聰明,那要求芯片的數(shù)目自然也越大。據悉,2021年每輛車平均需要的芯片數(shù)量已超過1000片。


除了傳統(tǒng)汽車以外,新能源汽車才是芯片“大戶”,這種車需要大量的DC-AC逆變器、變壓器、換流器等部件,而這些對IGBT、MOSFET、 二極管等半導體器件的需求量也有大幅增加,一臺好些的新能源汽車需要芯片可能達到2000顆左右,需求量十分驚人。


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中國汽車工業(yè)協(xié)會李邵華副秘書長表示,世界半導體行業(yè)芯片規(guī)模從3000億美元到4000億美元不等。其中車用芯片約400億美元,比例不足10%,這顯然將導致車企排產或爭奪訂單的疲軟。從技術要求上來看,車規(guī)級芯片著實令大多數(shù)芯片企業(yè)望而卻步。消費電子芯片技術迭代非常快,而車規(guī)級芯片幾乎都是十多年前的技術,可技術雖然“過時”,但門檻卻并沒有因此降低。相反,車規(guī)級芯片對于性能指標、使用壽命、可靠性、安全性、質量一致性的要求之高,是消費電子芯片難以匹敵的。


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相比于消費芯片及一般工業(yè)芯片,汽車芯片的工作環(huán)境更為惡劣:溫度范圍可寬至-40℃~155℃、高振動、多粉塵、電磁干擾等。由于涉及人身安全問題,汽車芯片對于可靠性及安全性的要求也更高,一般設計壽命為15年或20萬公里。“車規(guī)級”芯片需要經過嚴苛的認證流程,包括可靠性標準 AEC-Q100、質量管理標準ISO/TS16949、功能安全標準ISO26262等。車規(guī)級芯片高標準,嚴要求和長周期把入行門檻反復抬高,也就直接造成只具備綜合能力或者垂直整合能力很高,并有本事將規(guī)模優(yōu)勢發(fā)揮到極致的芯片企業(yè),才能將車規(guī)級芯片納入生產清單。放眼世界,如此車規(guī)級的芯片企業(yè)還只有恩智浦,英飛凌,西門子等少數(shù),僧多粥少是造成汽車芯片緊缺的又一個因素。


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我國正著力構建完善汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)以破解中國汽車行業(yè)下一步發(fā)展存在的不足。國內車企比亞迪,上汽等眾多半導體企業(yè)紛紛進入車企規(guī)級芯片。